Provino SQI5_01

Come fatto già fatto in precedenza si riportano i dati riguardanti le dimensioni del campione testato, il valore delle tensioni (σmax,σmin e σA) e dei carichi applicati (FMAX e FMIN ) durante la prova, il rapporto di sollecitazione R = F MIN / FMAX e la frequenza di prova f. Dimensioni b [mm] 20.9 t [mm] 2.4 L [mm] 217 Tensioni e Carichi σUTS [MPa] 255 σmax [MPa] 144.8 σmin [MPa] 7.25 σA [MPa] 137.5 R 0.05 f [Hz] 8 F max [kN] 7.26 F min [kN] 0.36

Tab. 28 dimensioni del provino SQI5_01

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Sono stati eseguiti complessivamente i seguenti 7 blocchi di carico a

Come si può vedere, la giunzione stepped si è rotta durante il settimo blocco di carico dopo aver completato complessivamente 7542 cicli rispetto ai 5·10⁴ cicli previsti inizialmente. Appare evidente dunque che anche i provini di lay-up [02/455/0] risentono del fenomeno dell’invecchiamento il quale incide negativamente sulla resistenza a fatica del provino riducendo, in questo caso, di oltre un fattore 6 il numero di cicli compiuti dal provino.

I risultati del danneggiamento rilevati nel corso della prova sono riportati nella tabella che segue:

cicli ^{% vita a}

fatica ^{a1_trasv a1_int a1_est}

0 0 0 0 0 1000 13.2591 0.25824 2.20549 0 2000 26.5182 0.26484 2.72967 0 3000 39.7772 0.26593 2.9967 0 5000 66.2954 0.26593 9.23956 1.97802 6000 79.5545 0.26374 9.46264 1.98571 7000 92.8136 0.26374 12.0132 1.98571 cicli ^{% vita a}

fatica ^{a8_trasv a8_int a8_est}

0 0 0 0 0 1000 13.2591 0.34945 0 0.60659 2000 26.5182 0.35385 0 0.80659 3000 39.7772 0.35714 0 0.98681 5000 66.2954 0.35714 0 1.18681 6000 79.5545 0.36044 2.48634 2.77363 7000 92.8136 0.36044 9.97143 3.54835 N° blocco di carico N° cicli per blocco di carico Cicli totali 1 1000 1000 2 1000 2000 3 1000 3000 4 2000 5000 5 1000 6000 6 1000 7000 7 1000 7542

113 cicli ^{% vita a}

fatica ^{a9_trasv a9_int a9_est}

0 0 0 0 0 1000 13.2591 0.38791 0.41648 0.8989 2000 26.5182 0.39231 0.64505 2.07143 3000 39.7772 0.39231 0.74286 3.0022 5000 66.2954 0.39231 0.74286 3.16703 6000 79.5545 0.39011 0.98242 3.85165 7000 92.8136 0.39011 8.9011 3.87253 cicli ^{% vita a}

fatica ^{a16_trasv a16_int a16_est}

0 0 0 0 0 1000 13.2591 0.38681 2.04066 0 2000 26.5182 0.3967 2.10879 0 3000 39.7772 0.3956 2.11758 0 5000 66.2954 0.3956 4.54835 0 6000 79.5545 0.3967 9.36593 2.42527 7000 92.8136 0.3967 11.6121 2.43077

L’andamento della variazione della lunghezza delle delaminazioni all’aumentare del numero di cicli, per il provino SQI5_01 è riportato nella figura seguente

Tab. 31 tabella riassuntiva delle propagazioni per il provino SQI5_01

Fig. 4.52 propagazione delle diverse delaminazioni al variare del numero di cicli relative al provino

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Fin dai primi cicli si nota come le delaminazioni originatasi a partire dai punti 1 e 16 propaganti verso l’interno della giunzione siano quelle che propagano con maggiore velocità. Da 1000 a 3000 cicli si nota un periodo di assestamento, al termine del quale la velocità di propagazione tende nuovamente ad aumentare.

Anche la delaminazione a9 propagante verso l’esterno cresce considerevolmente nella prima parte della prova a fatica fino a circa 3000 cicli, successivamente si stabilizza rimanendo, come ci si aspetta, circa costante per tutto il resto della prova. Se si considerano le delaminazioni critiche che portano a rottura il provino, si può osservare che le delaminazioni a8 e a9 propaganti verso l’interno, avanzano rapidamente solamente nell’ultima parte della prova, a partire da 5000 e 6000 cicli rispettivamente. Entambe queste delaminazioni arrivano a propagare sulla seconda interfaccia tra secondo e terzo strato del laminato, mentre le delaminazioni a1 e a16 propagano fino alla terza interfaccia tra terzo e quarto strato.

Un’ultima osservazione che può essere fatta riguarda il numero di delaminazioni che portano a rottura il provino; se nei provini precedentemente testati solamente una o al massimo due delaminazioni raggiungevano una lunghezza tale da portare al cedimento la giunzione, in questo caso sono tutte e 4 le delaminazioni critiche a svilupparsi quasi simmetricamente fino a che il provino non cede. In questo caso la dinamica della propagazione ipotizzata nel modello FEM, trova diretto riscontro anche nel modello reale.

In Fig. 4.53, sono rappresentati nel dettaglio gli andamenti del parametro media delle delaminazioni medie e delle delaminazioni critiche

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Fig. 4.53 propagazione delle delaminazioni critiche e della media della delaminazioni medie al variare

del numero di cicli relative al provino SQI5_01

Fig 4.54 SQI5_01-1°blocco di carico- (100X) cricca

trasversale e delaminazione innescate dal punto di giunzione 1 - giunto stepped, overlap 5 mm caricato con σmax =144.8MPa.

Fig 4.55 SQI5_01-2°blocco di carico- cricca trasversale e

delaminazione innescate dal punto di giunzione 16 - giunto stepped, overlap 5 mm caricato con σmax =144.8MPa.

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Fig 4.56 SQI5_01-3°blocco di carico- cricca trasversale e delaminazione innescate dal punto di giunzione

9 - giunto stepped, overlap 5 mm caricato con σmax =144.8MPa.

Fig 4.57 SQI5_01-5°blocco di carico- delaminazione innescata dal punto di giunzione 1 e propagante

lungo la seconda interfaccia - giunto stepped, overlap 5 mm caricato con σmax =144.8MPa.

Fig 4.58 SQI5_01-7°blocco di carico- (100X) delaminazione innescata dal punto di giunzione 1. Particolari

relativi al passaggio della delaminazione tra le diverse interfaccie - giunto stepped, overlap 5 mm caricato con σmax =144.8MPa.

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Il danneggiamento del giunto stampato stepped con 5 mm di sovrappposizione si concentra principalmente nelle zone esterne, di superficie. In effetti gli strati superficiali, a 0°, sono maggiormente sollecitati in quanto più rigidi rispetto quelli centrali a 45°. Il danneggiamento a basse percentuali della vita a fatica, 15%, si manifesta sottoforma di criccature verticali in corrispondenza delle giunzioni degli strati di superficie; tali criccature, dopo aver rotto il 1° strato di giunzione, Fig 4.54 Fig. 4.55, sfociano in una delaminazione lungo l’interfaccia tra strati con fibre a 0° del 2° e 7° strato rispettivamente.

La propagazione del danneggiamento del campione risulta pressoché lenta entro il 40% della sua vita a fatica limitandosi all’incremento delle delaminazioni già presenti come nel caso di Fig 4.56 relativa all’8° strato, e delle cricche verticali già presenti come nel caso di Fig 4.54 relativa al 1° strato. Entro questa percentuale di vita a fatica, si è osservato il comportamento compatto degli strati a 45°, centrali, che non manifestano danneggiamento ne all’interfaccia di medesima orientazione ne in corrispondenza delle giunzioni tra gli strati stessi. Il peggioramento dello stato del campione si manifesta sicuramente tra il 66% ed il 92% dove le condizioni del danneggiamento preesistente degradano comportando un allargamento delle cricche verticali, delle delaminazioni che peraltro come avviene nel 1° e 2° strato, Fig 4.57, uniscono le giunzioni dei due strati, e la comparsa di delaminazioni negli strati a 45° adiacenti a quelli a 0° come si evince dalle

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